滌錦復合超細絲織物染色的難點與對策
摘要：滌錦復合超細絲織物由于纖維直徑小，比表面積大，其染毛性能不同于普通織物。℃中就其勻染性、同色性、顯色性和色牢度均較差等難點問題進行了詳細分析，并提出了解決問題的措施，即根據(jù)不同的織物結構，選用合適的染料、助劑及染色工藝。關鍵詞：染色 染色性能 超細纖維 聚對苯二甲酸乙二酯纖維 聚酰胺纖維
1、前言滌錦復合超細絲，是指在一根單絲中，按一定規(guī)律排列著滌錦兩種纖維組分。這種纖維,通常是用剝離型或海島型纖維先織成織物，再經(jīng)化學或機械開纖處理，使織物呈現(xiàn)超細纖維特征。詼纖維線密度特別低。纖維直徑一般在5 um以下，而比表面積很大，通常為常規(guī)纖維的數(shù)倍甚至數(shù)十倍，因而，其染色性諶如顯色性、勻染性、色牢度等，與常規(guī)纖維有很大不同,給染色造成一定困難。
2、染色難點滌錦復合超細纖維的染色性能與普通纖維不同，主要表現(xiàn)在：
2. 1顯色性差超細纖維的染色提升性高于常規(guī)纖維。所謂提升性，是指隨著染液濃度提高，纖維上染料濃度相應遞增的程度。超細纖維的染色提升性好，當染液達到一定濃度時，上染的染料濃度值明顯高于常規(guī)纖維，即超細纖維的飽和吸色量比常規(guī)纖維大。這是因為超細纖維的比表面積大，吸附染料的能力比常規(guī)纖維強，在同一條件下，可以吸附更多的染料。同時這與超細纖維截面半徑小也有一定關系，染料在纖維中擴散半徑短，容易染透。值得注意的是，對同種纖維而言，纖維上的染料濃度越高,纖維表觀顏色深度相應越深。然而,當同種纖維的線密度不同時，情況則發(fā)生變化。即纖維越細，比表面積越大，吸收染料越多，纖維染色提升性越好，顯色性越差。所謂顯色性，是指不同纖維含有相同染料濃度時，所表現(xiàn)出來的表觀色澤的深淺度。顯色性差，即表觀顏色淺。超細纖維顯色性差的主要原因是纖維比表面積大，對入射臼光的反射和漫反射性強，導致進入纖維內(nèi)部被纖維(染料)選擇吸收的光減少，使纖維的透射光(著色光)顯著變?nèi)酢Ρ?/div>
2.2勻染性差生產(chǎn)實踐證明，超細纖維的勻染性比常規(guī)纖維明顯差,無論打小樣或大生產(chǎn)，極易產(chǎn)生色澤不勻。分析其原因，主要有以下幾點：● 纖維細，比表面積大，染色時對染料的吸附速度快，容易造成吸附不勻；● 超細纖維截面大多為不規(guī)則狀，而且表面比較粗糙，因而加劇纖維表面對染料吸附的不均勻性;● 超細纖維對染前濕熱加工中的物理和化學作用比常規(guī)纖維更敏感，如開纖、定形等，一旦受熱，受力或化學品作用不均勻，便會產(chǎn)生染色不勻；● 滌錦兩相在復合絲中分布不勻，特別是染前開纖程度不充分、不均勻j因其染色性能差異很大，故對勻染性影響更突出。2.3色牢度差由于超細纖維在線密度、截面形狀、表面特征以及結晶度、取向度和纖維結構等方面，與常規(guī)纖維有很大差異，導致它們的染色性能以及染料在纖維上的分布與結合狀態(tài)具有明顯差異，因其染色牢度也大不相同。對比測試表明，滌錦復合超細纖維的染色牢度明顯低于常規(guī)纖維。
2.3.1皂洗與摩擦牢度皂洗和摩擦牢度差的原因主要為：● 滌錦超細纖維的比表面積大，吸附染料能力強，染色時大量染料吸附在纖維表層。這些表層染料部分與纖維分子鏈直接結合，并有一定的擴散深度，結合力較大，不易脫落；而另一部分染料，則在纖維表面形成多層重疊吸附。彼此結合力弱，容易脫落。在去除浮色時，由于錦綸上的分散染料。經(jīng)不起還原剝色處理，只能皂洗處理，再加之分散染料水溶性差，因而即使經(jīng)過皂洗，吸附在纖維表面的這些染料也難以洗凈，測試牢度時便會落下。● 分散染料與錦綸纖維的染著結合力比滌綸低得多，再加上錦綸玻璃化溫度低，并且纖維線密度小、截面半徑小，尤其是染較深色澤時，在皂洗測試條件下，染著在纖維內(nèi)部的部分染料，容易從纖維
2.3.2日曬牢度差對比試驗與生產(chǎn)實踐都證明，超細纖維時日曬牢度比常規(guī)纖維差。其影響因素有:● 超細纖維的比表面積大，暴露在大氣與日光下的面積也大，因此會吸收大量的紫外線；● 纖維細、截面半徑小，與常規(guī)纖維相比,光容易透射, 內(nèi)部染料容易受到光的破壞；● 纖維細、比表面積大，纖維表層染料多，可以吸收更多的光，導致染料褪色更快；● 分散染料在120度染滌綸纖維，日曬牢度良好，而在同條件下染錦綸，日曬牢度則普遍下降(見表1)，而且錦綸纖維線密度越小，錦綸所占比例越多，日曬牢度越差.
染料 | 日曬牢度(級) | |
滌綸 | 錦綸 | |
分散紅GS | 5-6 | 4 |
分散紅 SE-3B | 5 | 4 |
分散紅玉 S-SBL | 6 | 4 |
分散金黃 SE-3R | 6 | 5 |
分散藍 E-4R | 6 | 5 |
分散深藍 HGL | 5 | 2 |
分散黑 EX-SF | 4 | 2 |
分散藍 EX-SF | 4 | 2 |
分散紫 HFRL | 6 | 4 |
分散大紅 S-BWFL | 5-6 | 3-4 |
表1分散染料在常規(guī)滌綸和錦綸上的日曬牢度比較
注染料1. 5％（OWF)，PH：5-5. 5，120℃×30 min 。值得注意的是,通常纖維上染料越多，色澤越深，日曬牢度越好；而對超
2.3.3耐升華牢度差超細纖維由干比表面積大，纖維表層染料多，因此可以吸收更多熱能，纖維溫度升高;再加上些表層染料與纖維結合力弱，在高溫干熱條件下，很容易氣化升華，沾污測試白布。因此，超細纖維與常規(guī)纖維相比，耐升華牢度差，一般要低1~2級。
2. 4滌錦復合纖維同色性差滌錦復合纖維缺乏同色性，在相同條件下用分散染料染色，滌錦兩相得色量，色光甚至色相不盡相同，出現(xiàn)夾花、閃色現(xiàn)象，布面色光不勻。2. 4.1染色深淺不同滌綸和錦綸雖然同屬疏水性纖維，均可用分散染料染色，但它們的初始上染溫度相差甚遠，錦綸一般在40 – 50度開始明顯上染，染溫達到100度后保溫適當時間，便可達到最大吸色量。而滌綸要在80 ~85℃以上才開始上染，染溫達到130℃左右保溫適當時間才能達到最大吸色量，因此，滌錦復合絲織物用分散染料在120℃染色時，兩相的上色同步性很差，滌綸遠遠滯后于錦綸。需要注意的是，分散染料對滌綸和錦綸的上染性能隨染色溫度不同而不同。沸溫以下，分散染料對錦綸的上染能力大干滌綸，主要是上染錦綸;沸溫以上，分散染料對滌綸的上染能力，隨著染溫提高而提高，而對錦綸的上染能力反而有所下降因此，在沸溫以上高溫染色時，已染著在錦綸上的分散染料，內(nèi)干結合力下降會發(fā)牛解吸，重新回到染液中，繼而轉(zhuǎn)移到滌綸上。實踐表明，滌錦復合纖維在高溫條件下染色時，這種移染基本上是定向的，而且這種定向移染的程度(移染速率、移染量)，除了與染色溫度、保溫時間，使用助劑有關外，與染料結構、染色深度也密切相關。生產(chǎn)實踐證明，滌錦復合超細絲織物用分散染料在120度染中淺色時，由于分散染料具有一定的定向移染作用(色澤較淺，移染作用相對較小)，大部分染料的染色結果是滌綸深于錦綸，如分散紅3B、分散嫩黃SE一4GL、分散紅SE一FB、分散翠藍S一GL、分散灰S
染料 | 染色色光 | |
滌綸 | 錦綸 | |
分散金黃 SE-3R | 金黃色 | 金黃色 |
分散大紅S一BWFL | 大紅色 | 棗紅色 |
分散紅玉S一5 BL | 紅玉色 | 紅玉色 |
分散紅FRL | 大紅色 | 紫紅色 |
分散紅 SE-GS | 桔紅色 | 棗紅色 |
分散黑EX一SF | 深灰色 | 咖啡色 |
分散藍EX一 | 寶藍色 | 暗藍色 |
分散藍E一4 R | 艷藍色 | 暗藍色 |
分散紅E一4B | 粉紅色 | 桃紅色 |
分散紫HFRL | 紅蓮色 | 紫蓮色 |
分散紅SE一FB | 桃紅色 | 暗紅色 |
分散深藍HGL | 深藍色 | 深藍色 |
表2分散染料在滌綸和錦綸上的得色色光比較
注染料1 %（OWF）120 度*30 min 。(2)分散染料染滌錦對染浴PH值敏感性不同分散染料高溫染滌綸，染浴必須控制在弱酸性，因為絕大部分分散染料在弱酸性浴中染色，能獲得最深艷的色澤，重現(xiàn)性最好。然而，分散染料染錦綸，無論是沸溫常壓染色,還是高溫120度染色，染浴呈弱酸性時，許多分散染料的色光會發(fā)生異變，甚至色相都會發(fā)生變化，從而導致滌錦同色性差異更加嚴重(表3)。
染料名稱 | 染浴PH值對錦綸色光的影響 | |
PH:5-6 | PH：7 | |
分散紅S E一GS 分散金黃SE一3R 分散藍E -4R 分散灰SE一N 分散紅SE一B* 分散紅玉S一2 GFL* 分散大紅S –BWFL* 分散紅FRL* 分散紅 BD 分散紅 SE一4RB 分散紅 SE一3 B | 藍光紅色 略淺金黃色 紅光寶藍色 紅光灰色 醬紅色 大紅色 桔紅色 黃光紅色 艷醬紅色 艷棗紅色 玫瑰紅色 | 黃光紅色 深艷金黃色 藍光艷藍色 黃光灰色 紅蓮色 棗紅色 棗紅色 棗紅色 艷醬紅色 艷棗紅色 玫瑰紅色 |
表3分散染料染浴pH值對錦綸色光的影響
注染料0. 5％( OWF) ,100度 *30 min；*一色相不同。
3、 對策措施
3.1染料選擇
如前所述，由于滌錦復合超細纖維的染色性能與常規(guī)纖維相差較大，因而染常規(guī)纖維的分散染料并非都適用于染滌錦復合超細纖維。生產(chǎn)實踐表明，適合滌錦超細纖維染色的分散染料，必須具有以下特:
3. 1. 1勻染性好
由于滌錦復合超細纖維的比表面積大，表層又較粗糙，所以，對染料的吸附速率高，吸附均勻性差，再加上纖維染前濕熱處理并非完全均勻一致，從而使纖維勻染性更差。因此，要求所甩染料應具有溫和吸附、快速擴散、移染力強的特點。而且，染料顆粒在水中的聚集傾向要小，在整個染色過程中，要有良好的分散穩(wěn)定性，這對染料的均勻吸附至關重要。
3. 1.2染深性好
所謂染深性好，是指隨著染液濃度增加，纖維表觀顏色明顯增深，在纖維吸色達到飽和以前，纖維表觀色澤容易達到深濃程度。
滌錦復合超細纖維染色時具有表觀顯色性差的缺點，即使用同樣多的染料也達不到常規(guī)纖維相同的表觀深度，尤其是染深濃色澤更加困難。因而，要求染料力分強度高，染深性好。
3. 1.3色牢度好
滌錦復合超細纖維染色后的皂洗、摩擦、升華牢度和日曬牢度比常規(guī)纖維至少低0.5 -1級。因此，要求分散染料要有較好的濕牢度，并日，熱遷移性要小、耐升華性要好、抗紫外光分解能力強。
3. 1.4同色性好
滌錦復合絲織物用分散染料高溫染色后，常出現(xiàn)色光不勻和夾花現(xiàn)象。為此，用分散染料染滌錦復，合纖維時，必須選用對滌錦同色性相對較好的染料(可參考表2、3 )。
目前，專門用于滌錦復合超細纖維染色的分散染料尚未形成系列，主要是從常規(guī)滌綸
3. 2助劑選擇
實踐表明，滌錦復合超細絲織物，必須借助于具有分散效果和勻染效果好的助劑。
分散染料在水中的溶解度很低，染料t要以微顆粒狀態(tài)分散在水中。這些染料微粒，隨著染溫的升高，熱運動的加劇，相互碰撞而聚集，由小的染料微粒逐漸變?yōu)榇蟮娜玖暇奂w，在高溫染液中穩(wěn)定性很差，極易在纖維表面形成重疊式堆積，使勻染性和色牢度嚴重下降，甚至還會與纖維的低聚物、毛屑等雜質(zhì)結合成焦油狀物，沾污纖維，造成難以修復的色漬疵點。滌錦復合超細纖維對染料的吸附比常規(guī)纖維快得多，因此，染料的聚集對勻染性和色牢度的影響更嚴重。加入效果好的分散勻染助劑，可以顯著提高染液的分散穩(wěn)定性，從而改善勻染效果和染色牢度。
(1) 陰離子型分散劑
分散劑NNO、MF、CNF、CMN (木質(zhì)素磺酸鈉)等均屬陰離子型表面活性劑，常用于分散染料竭染。其中，分散劑NNO、MF、CNF在水中會包圍分散染料微粒，形成分散劑一染料膠粒。這種膠粒由于外層帶負電荷，彼此之間相互排斥，不會因相互碰撞而聚集，可有效提高染液分散穩(wěn)定性。但是，這些分散劑與染料微粒之間的結合能較低，隨著染溫提高，熱運動加劇，使初始階段形成的分散劑一染料膠粒逐漸破裂，游離出來的染料微粒很容易聚集，破壞染液分散穩(wěn)定性。實踐證明，這類分散劑在70℃以下使用，分散效果良好，不適宜高溫竭染。
木質(zhì)素磺酸鈉類分散劑如CMN等，在水中與分散染料的結合力相對較強，所形成的分散劑、染料膠粒，在高溫條件下比較穩(wěn)定，不易破裂。這類分散劑的耐熱穩(wěn)定性較好，在較高溫度下依然具有良好的分散作用。但是，這類陰離子型分散劑不能使染料緩慢上染，對界面移染和全程移染缺乏促進作用，即分散效果好，勻染效果較差。
(2) 非離子型分散劑
一些
但是，非離子型表面活性劑達到濁點溫度時，不僅完全失去了對染料微粒的分散保護作用，而且由于析出的油粒具有疏水性，會與染料微粒結合成焦油狀聚集體，嚴重沾污缸體和織物。因此，非離子型表面活性劑對分散染料一方面具有較好的緩染、移染功能，但其高溫分散穩(wěn)定作用卻很差。
(3) 陰/非離子分散劑的復配使用
滌錦復合超細纖維對染色助劑的要求比常規(guī)纖維更高，適用的助劑不僅對染液要有良好的濰定作用，而且還需有良好的緩染移染功能，起泡性低，對上染率的影響要小。顯然，采用單一結構的助劑，不能達到既分散又勻染的要求。
實踐表明，陰離子型表面活性劑與非離子型表面活,~劑按一定比例配合使用，可以發(fā)揮協(xié)同效應，具有較好的效果。
目前，市場上供應的一些高溫分散勻染劑產(chǎn)品，大多屬于陰/非離子型表面活性劑復配物。其。陰離子組分主要作為染液的高溫分散劑，以提高染液的分散穩(wěn)定性.非離子組分則主要作為染料的緩染移染劑，以提高勻染效果。
陰/非離子型表面活性劑配合使用，還可以提高非離子型表面活性劑的濁點,改善其耐熱性能。此外，由于兩者可以形成帶雙電層的混合膠束，對染料微粒的保護作用更強，分散液更穩(wěn)定，且起泡，性較低，對上染率影響較小。
這些陰/非離子型系列產(chǎn)品很多，實用效果有所不同。常規(guī)纖維高溫染色對助劑要求相對較低，實際應用效果尚奸；伹滌錦復合超
3. 3工藝選擇
滌錦復合纖維中，滌錦組分比例不同。剝離型復合纖維錦綸含量較少，為15％一20％；海島型復合纖維，錦綸占比例較多，為40％一50％。分散染料在錦綸上的各項染色牢度普遍較低，而且染深性又差。因此，錦綸含屠/護著一可耍田敞公散凄料染色；錦綸含量較多者，分散染料只能染淺色。 對于較深色擇必須采用分散/酸性或分散/中性染料染色。
商品名稱 | 供應單位 |
(超細旦)強力勻染劑SFD 高溫勻染劑T一150、HTP一425 超細纖維滲透勻染LT一525 (超細旦)分散勻染劑PEL 高溫分散劑RPL一509、RPL一254 高溫高壓勻染劑S一1 高溫高壓勻染劑DA – RM 高溫勻染劑M一2104 超細旦勻染劑Ⅲ一802、YL5 高溫勻染劑TF一205， 德美勻1011 超細纖維勻染劑HTEH 高溫勻染劑BOF 高溫分散劑DPL 高溫分散勻染劑DA一RM 低泡高溫勻染劑601 高效分散勻染劑RAP | 南通斯恩特化學品廠 上海大樣化學工業(yè)公司 上海龍騰化工公司 上海德桑精細化工公司 上海安諾其紡織化工公司 寧波興華化學公司 杭州合群精細化工公司 杭州美高華頤化工公司 浙江宏達化學制品公司 杭州傳化化學制品公司 廣東德美精細化工公司 杭州合樣精細化工公司 浙江上虞第二化劑廠 汽巴公司 卜內(nèi)門公司 丹雜叵星精細化工公司 常州化工研究所 |
表4國產(chǎn)部分高溫分散勻染劑商品名稱
3. 3. 1單分散染料染色(1) 滌錦復合超細纖維采用單分散染料染色時，其工藝關鍵是必須確保染液具有良好的高溫分散穩(wěn)定性和良好的緩染、移染性。大量生產(chǎn)實踐認為，在機械、染料、助劑一定的條件下，染液溫度越高，升溫越，快，分散穩(wěn)定性越差。這是因為染料、分散劑微膠粒動能提高，使其結合力減弱，染料解吸出來相互碰撞的幾率增大，染料容易凝集。滌錦復合
3.3.2分中性(酸性)染料染色主要用于海島型滌錦復合超細纖維染中深色澤。海島型復合超細纖維的錦綸組分含量較多，用分散染料染色，不僅提升性差，滌錦組分的深度差異也較大，難以調(diào)整，而且染色牢度也差。采用分散/中性或分散/酸性染料一浴一步法染色，可以較好地改善上述問題，尤其是滌錦組分的同色性(色光、深淺)比較容易調(diào)整和控制，染色布面色光效果好。分散染料和中性染料對一浴一步法具有良好的相容性。在沸溫以下階段，主要是中性染料上染錦綸，分散染料對錦滌上色較少。這是因為中性染料對錦綸的親和力比分散染料高得多，在沸溫以下的升溫保溫階段，便會最大限度地搶先上染錦綸，而分散染料被排斥在后。在沸溫以上階段，主要是分散染料上染滌綸。此時已沾染在錦綸上的一些分散染料，由于對錦綸的結合力較弱，隨著溫度的升高，會向滌綸上轉(zhuǎn)移；而染著在錦綸上的中性染料，由于染色牢度好，對滌綸又無親和力，所以落色很少。染色結果顯示，錦綸上的的主色調(diào)為中性染料，分散染料沾染較少.必須注意，由于滌錦復合超細纖維對染料的吸附速率快，再加上中性染料對錦綸的親和力高、移染性小，所以錦綸組分的勻染性顯得很差。為此，染色時除了控制升溫速度，并采取階梯式保溫以外，必須在加人高溫分散勻染劑的同時，再加入適量錦綸勻染劑，以減緩中性染料的上染速度，這對提高勻染效果，改善染色牢度比較有效。具體染色工藝可參照3.3.1節(jié)滌錦復合超細絲織物單分散染料染色工藝曲線。(2)分
4、結語滌錦復合超細絲織物由于滌錦兩相纖維結構不同，在染色性能上存在著勻染性差、同色性差、顯色性差、色牢度差等難點。在實際生產(chǎn)中，需根據(jù)織物中滌錦比例、染色濃度的要求，選擇染料、助劑和染色工藝，多方面采取對應的措施，才能獲得較好的染色效果。參考文獻[1]朱心遠主編，新合纖染整[M] .北京：中國紡織出版社，1997
*轉(zhuǎn)載文章請注明來源-印染在線
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